CN112851983B - 一种水凝胶的静电喷涂膜及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水凝胶的静电喷涂膜及其制备方法与应用。该方法包括：将形成pH响应型动态化学键的前驱体A溶液与前驱体B溶液为原料，进行静电纺丝或静电喷雾于同一张薄膜中。该静电喷涂膜的使用方法简单，电喷涂薄膜遇水后可以快速转变为水凝胶，无需使用特殊的配件将多组分的前驱体溶液混合。

Description

一种水凝胶的静电喷涂膜及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于生物医用材料及其制备和应用领域，特别涉及一种水凝胶的静电喷涂膜及其制备方法与应用。
背景技术
水凝胶是由多种天然或合成高分子材料，通过物理相互作用(比如氢键、静电作用)或化学反应(比如希夫碱反应、迈克尔加成反应)形成的亲水性聚合物网络。由于具有良好的生物相容性与合成机制的多样性，近年来水凝胶材料被设计成对光、热、pH、磁、氧化还原等外界刺激做出响应的智能材料，在药物递送体系、组织工程支架、伤口止血闭合材料和细胞治疗载体等领域被广泛地研究和报道，其中可注射水凝胶的制剂形式尤其引人关注。这是因为可注射水凝胶在使用过程中可通过微创手术在体内原位形成，大大减轻外科手术造成的创伤，并且其形状的可塑性较强，这比较适用于形状不规则的各类组织缺损，加之近年来3D生物打印的研究如火如荼，可注射水凝胶的研究热度持续不减。
然而目前对于水凝胶的研究过于追求新奇，而忽视了产品放大生产的可操作性以及应用形式(剂型)的便利性。比如，相当数量的可注射水凝胶由两个以上的组分组成，若各组分在使用前临时溶解，配制过程非常繁琐且耗时；若提前将各组分溶解并装填到注射器中，这些前驱体溶液对灭菌方式与保存条件的要求非常严苛，比如高粘度的状态限制了其采用过滤除菌的方式进行灭菌，水溶液的状态进行辐照灭菌又将影响终产品的成胶性能，并且这种产品形式一般需要冷链运输与低温保存，这无形增加了产品的生产成本与风险管理成本。另外，在一些形状规整的材料表面施用水凝胶材料时，由于水凝胶前驱体溶液的粘度很大，很难涂敷得到厚度均一的水凝胶涂层。因此，非常有必要开发一种水凝胶的新剂型，可以使其生产与使用过程更为简单便捷，并有助于水凝胶作为粘结或涂层材料，广泛应用于多层医用薄膜材料之间的界面粘合以及医用材料的表面改性。
高压静电喷涂技术，包括静电纺丝(Electrospinning)和静电喷雾(Electrospraying)，是利用聚合物溶液在电场下喷射,来制备超细纤维或微粒的一种新型加工方法,具有快速、高效、设备简单、易于操作,而且易于控制制品化学组分和物理性能等优点。近年来,对合成和天然聚合物的静电喷涂技术不断研究和发展,使其成为一种新型组织工程多孔支架制备方法。国内外大量研究显示，通过静电纺丝或静电喷雾技术将多种高分子材料共混，可以调控复合材料的机械性能与降解时间，并能将生长因子与小分子药物添加其中制得新型药物递送体系。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水凝胶的静电喷涂膜及其制备方法与应用，以填补现有技术中的空白。
本发明提供一种水凝胶的静电喷涂膜，将形成pH响应型动态化学键的前驱体A溶液与前驱体B溶液为原料，进行静电纺丝或静电喷雾于同一张薄膜中得到；
所述前驱体A溶液包括以下组分的一种或其任意组合：醛基化多糖，多糖的多巴胺接枝衍生物，醛基化聚乙二醇，醛基化聚己内酯，聚乙二醇的二醇衍生物；
所述前驱体B溶液包括以下组分的一种或其任意组合：胺基化明胶，壳聚糖，壳聚糖衍生物，胺基封端的聚乙二醇，酰肼基封端的聚乙二醇，端氧氨基修饰的聚乙二醇，端苯基硼酸修饰的聚乙二醇；
所述前驱体A溶液和前驱体B溶液含有酸性试剂。
优选地，上述静电喷涂膜中，所述醛基化多糖包括醛基化葡聚糖、醛基化海藻酸钠、醛基化透明质酸。
优选地，上述静电喷涂膜中，所述壳聚糖衍生物包括羧甲基壳聚糖、羧化壳聚糖或壳聚糖盐酸盐。
优选地，上述静电喷涂膜中，所述静电喷喷涂膜微观结构呈纳米纤维或微米颗粒状，遇水后静电喷涂膜所含的各个组分之间产生化学反应，进而转变为水凝胶。
优选地，上述静电喷涂膜中，所述化学反应形成pH响应型的动态化学键，所述动态化学键包括亚胺键、腙键、酰腙键、肟键、硼酸酯键、原酸酯键、金属配位键、马来酸二甲酯键、缩醛键、缩酮键中的一种或几种。
本发明还提供一种水凝胶的静电喷涂膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将醛基化多糖，多糖的多巴胺接枝衍生物，醛基化聚乙二醇，醛基化聚己内酯，聚乙二醇的二醇衍生物中的一种或几种与含有酸性试剂的溶液混合，得到前驱体A溶液；
(2)将胺基化明胶，壳聚糖，壳聚糖衍生物，胺基封端的聚乙二醇，酰肼基封端的聚乙二醇，端氧氨基修饰的聚乙二醇，端苯基硼酸修饰的聚乙二醇中的一种或几种与含有酸性试剂的溶液混合，得到前驱体B溶液；
(3)将前驱体A溶液和前驱体B溶液混合后静电纺丝或静电喷雾；或者将前驱体A溶液与前驱体B溶液分别进行静电纺丝或静电喷雾，并以相同的接收装置接收；
(4)然后进行热处理、采用挥发性的碱性试剂进行熏蒸、采用pH缓冲液进行浸泡中一种或几种，得到水凝胶的静电喷涂膜，其中前驱体A与前驱体B的质量比为10:1到1:10。
优选地，上述方法中，所述步骤(1)和(2)中酸性试剂包括乙酸，甲酸，盐酸，三氟乙酸中的一种或几种。
优选地，上述方法中，所述步骤(1)和(2)中酸性试剂在前驱体A溶液或前驱体B溶液中的质量分数为3％-40％。
优选地，上述方法中，所述步骤(3)中将前驱体A溶液和前驱体B溶液混合后静电纺丝或静电喷雾为：将前驱体A溶液和前驱体B溶液分别装到两个独立的注射器中混合或将前驱体A溶液和前驱体B溶液分别装到两个独立的注射器中，然后以相同的接受装置进行静电纺丝或静电喷雾；
或者将前驱体A溶液与前驱体B溶液装到一个注射器中混合，然后进行静电纺丝或静电喷雾。
优选地，上述方法中，所述步骤(3)中静电纺丝或静电喷雾的工艺参数为：电压10-25KV，温度25-40℃，湿度20％-40％，接受装置的接受距离为10-25cm。
优选地，上述方法中，所述步骤(4)中热处理温度为40-200℃，热处理时间为0.5-72小时；碱性试剂为氨水。
优选地，上述方法中，所述步骤(4)中水凝胶的静电喷涂膜进行灭菌，所述灭菌方式为辐照灭菌或环氧乙烷灭菌，更优选地，灭菌方式为γ辐照灭菌。
本发明还提供一种水凝胶的静电喷涂膜在医用材料中的应用。
优选地，上述应用中，所述静电喷涂膜用作多层医用薄膜材料之间的界面粘合、医用材料的表面改性或者以制备多层结构的组织修复材料。
更优选地，上述应用中，所述组织修复材料包括引导组织再生膜、防粘连膜、外科补片、创面敷料、神经导管、人工血管。
本发明前驱体溶液中含有酸性试剂，以便通过调节pH值维持前驱体溶液的溶胶状态。
本发明将水凝胶的各个前驱体组分通过静电喷雾或静电纺丝技术加工成一张膜片，微观上其具有纳米纤维或微球的结构，宏观上则呈薄膜状，其水化后在可控的时间范围内可转变为水凝胶。
有益效果
(1)本发明创新性地采用“前药”的设计理念，基于静电纺丝或静电喷雾技术将水凝胶的前驱体溶液制备在一张薄膜之中，纳米纤维或微球的微观形式使薄膜遇水后可以快速转变为水凝胶的形态；
(2)本发明中静电喷涂工艺具有普适应，即该工艺可推广到多种反应机理的水凝胶薄膜产品的制备。通过调整水凝胶前驱体的化学组成或各组分比例，可人工调节水凝胶的成胶时间、理化和生物学性能；
(3)本发明产品的生产工艺较简单，可直接进行辐照灭菌或环氧乙烷灭菌，无需冷链运输与低温保存；
(4)本发明产品的使用方法简单，电喷涂薄膜遇水后可以快速转变为水凝胶，无需使用特殊的配件将多组分的前驱体溶液混合；并且可以通过预混或者后处理工艺使电喷涂薄膜中的化学组分进行部分交联，进而调控其转变为水凝胶时间；
(5)本发明产品可以作为粘结或涂层材料，用于多层医用薄膜材料之间的界面粘合以及医用材料的表面改性，与涂敷的工艺相比水凝胶层的厚度更加均一；
(6)采用本发明所述工艺所制备的静电喷涂薄膜，可以作为组织修复产品用于创面粘合止血、促愈合或引导组织再生的治疗。
附图说明
图1为本发明水凝胶静电喷涂膜的设计与制备示意图。
图2为实施例8中水凝胶静电喷涂膜在水化前后的扫描电镜照片，其中(A)为水化前，(B)为水化后，两张图片中标尺均为20微米。
图3为实施例8中无静电喷涂膜的双层膜复合物(ADM/PLGA-CO)(A)和静电喷涂膜辅助粘合的双层膜复合物(ADM/GEL/PLGA-CO)(B)的扫描电镜照片；两张图片中标尺均为5微米。
图4为实施例8中复合物ADM-GEL(A)和对照组ADM(B)植入SD大鼠背部皮下4周的苏木精-伊红(H&E)染色照片，其中箭头标识新生血管，两张图片中标尺均为200微米。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径购买。除非有特殊说明，用液体制备的溶液浓度用体积比表示(v/v)，用固体制备的溶液浓度用重量体积比表示(w/v)。
实施例1
基于亚胺键的水凝胶静电喷涂膜的制备方法(1)：
1、配液
A液：按照文献1所述方法采用高碘酸钠氧化法对葡聚糖进行醛基化改性，冻干后得到醛基化葡聚糖(O-DEX)。然后将O-DEX按照料液比为4:10的比例溶于质量分数20％的乙酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的A液；
B液：按照文献1所述方法采用乙二胺法对明胶进行胺基化接枝，冻干后得到胺基化明胶(N-GEL)。然后将N-GEL按照料液比为4:10的比例溶于质量分数20％的乙酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的B液。
2、静电喷涂
采用可控温控湿的静电纺丝机进行静电喷涂操作(参考图1)，具体方法为：首先将上述A液与B液按照0：10的体积比混匀装入注射器1，再将上述A液与B液按照10：0的体积比混匀分别装入注射器2，调节注射器1与2所对应微量注射泵的推进速率为0.3mL/小时与0.3mL/小时，接收装置的接收距离为15cm，静电纺丝机腔体的温度30℃，湿度30％。然后对注射器1和2给予15KV的高电压，进行静电喷涂膜的制备，达到所需厚度后停止喷涂。
3、后处理
将步骤2所制得的静电喷涂膜放入真空干燥机中，常温下干燥24小时；然后将真空干燥机的温度设置为60℃，热处理12小时；再放入真空干燥机中，常温下干燥24小时去除残留溶剂。
4、灭菌
根据临床要求裁剪成适当大小的块状后包装，经环氧乙烷消毒备用。
实施例2
基于亚胺键的水凝胶静电喷涂膜的制备方法(2)：
1、配液
A液：按照文献2所述方法采用高碘酸钠氧化法对海藻酸钠进行醛基化改性，冻干后得到醛基化海藻酸钠(O-SA)。然后将O-SA按照料液比为1:9的比例溶于质量分数3％的盐酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的A液；
B液：按照文献3所述方法采用乙二胺法对羧甲基壳聚糖进行胺基化接枝，冻干后得到胺基化羧甲基壳聚糖(N-CMCS)。然后将N-CMCS按照料液比为1:9的比例溶于质量分数3％的盐酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的B液。
2、静电喷涂
采用可控温控湿的静电纺丝机进行静电喷涂操作，具体方法为：首先将上述A液与B液按照1：99的体积比混匀装入注射器1，再将上述A液与B液按照99：1的体积比混匀分别装入注射器2，调节注射器1与2所对应微量注射泵的推进速率为0.1mL/小时与0.1mL/小时，接收装置的接收距离为20cm，静电纺丝机腔体的温度40℃，湿度40％。然后对注射器1和2液的注射器给予20KV的高电压，进行静电喷涂膜的制备，达到所需厚度后停止喷涂。
3、后处理
将步骤2所制得的静电喷涂膜放入真空干燥机中，常温下干燥48小时；然后将其置于含有氨水溶液蒸汽的密闭容器中，室温下熏蒸48小时。
4、灭菌
根据临床要求裁剪成适当大小的块状后包装，经钴离子60辐照灭菌备用。
实施例3
基于亚胺键的水凝胶静电喷涂膜的制备方法(3)：
1、配液
A液：按照文献1所述方法，将该文献中所述的葡聚糖替换为透明质酸，采用高碘酸钠氧化法对透明质酸进行醛基化改性，冻干后得到醛基化透明质酸(O-HA)。然后将O-HA按照料液比为1:5的比例溶于质量分数6％的甲酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的A液；
B液：将胺基封端的聚乙二醇按照料液比为1:5的比例溶于质量分数6％的甲酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的B液。
2、静电喷涂
采用可控温控湿的静电纺丝机进行静电喷涂操作，具体方法为：首先将上述A液与B液按照3：7的体积比混匀装入注射器1，再将上述A液与B液按照7：3的体积比混匀分别装入注射器2，调节注射器1与2所对应微量注射泵的推进速率为1mL/小时与1mL/小时，接收装置的接收距离为10cm，静电纺丝机腔体的温度35℃，湿度25％。然后对注射器1和2给予10KV的高电压，进行静电喷涂膜的制备，达到所需厚度后停止喷涂。
3、后处理
将步骤2所制得的静电喷涂膜放入真空干燥机中，常温下干燥12小时；然后将真空干燥机的温度设置为200℃，热处理0.5小时；然后将其置于含有氨水溶液蒸汽的密闭容器中，室温下熏蒸6小时；再放入真空干燥机中，常温下干燥24小时去除残留溶剂。
4、灭菌
根据临床要求裁剪成适当大小的块状后包装，经辐照灭菌消毒备用。
实施例4
基于酰腙键的水凝胶静电喷涂膜的制备方法：
1、配液
A液：按照文献2所述方法采用高碘酸钠氧化法对海藻酸钠进行醛基化改性，冻干后得到醛基化海藻酸钠(O-SA)。然后将O-SA按照料液比为1:6的比例溶于质量分数10％的三氟乙酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的A液；
B液：将酰肼基封端的聚乙二醇按照料液比为1:6的比例溶于质量分数10％的三氟乙酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的B液。
2、静电喷涂
采用可控温控湿的静电纺丝机进行静电喷涂操作，具体方法为：首先将上述A液与B液按照1：9的体积比混匀装入注射器1，再将上述A液与B液按照9：1的体积比混匀分别装入注射器2，调节注射器1与2所对应微量注射泵的推进速率为0.2mL/小时与0.2mL/小时，接收装置的接收距离为12cm，静电纺丝机腔体的温度28℃，湿度20％。然后对注射器1和2给予12KV的高电压，进行静电喷涂膜的制备，达到所需厚度后停止喷涂。
3、后处理
将步骤2所制得的静电喷涂膜放入真空干燥机中，常温下干燥72小时；然后将真空干燥机的温度设置为100℃，热处理1小时；再向静电喷涂膜滴加pH9.0的碳酸钠缓冲液，干燥。
4、灭菌
根据临床要求裁剪成适当大小的块状后包装，经环氧乙烷消毒备用。
实施例5
基于肟键的水凝胶静电喷涂膜的制备方法：
1、配液
A液：将端醛基修饰的聚己内酯按照料液比为1:10的比例溶于含有10％乙酸的六氟异丙醇中，搅拌至完全溶解得到均一的A液；
B液：将端氧氨基修饰的聚乙二醇按照料液比为1:10的比例溶于质量分数10％的乙酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的B液。
2、静电喷涂
采用可控温控湿的静电纺丝机进行静电喷涂操作，具体方法为：首先将上述A液与B液按照10：0的体积比混匀装入注射器1，再将上述A液与B液按照0：10的体积比混匀分别装入注射器2，调节注射器1与2所对应微量注射泵的推进速率为0.4mL/小时与0.4mL/小时，接收装置的接收距离为18cm，静电纺丝机腔体的温度25℃，湿度40％。然后对注射器1和2给予18KV的高电压，进行静电喷涂膜的制备，达到所需厚度后停止喷涂。
3、后处理
将步骤2所制得的静电喷涂膜放入真空干燥机中，常温下干燥12小时；然后将其置于含有氨水溶液蒸汽的密闭容器中，室温下熏蒸6小时。
4、灭菌
根据临床要求裁剪成适当大小的块状后包装，经辐照灭菌消毒备用。
实施例6
基于硼酸酯键的水凝胶静电喷涂膜的制备方法：
1、配液
A液：按照文献4所述方法，在三乙胺的存在下，D-葡萄糖酸内酯与胺基封端聚乙二醇(PEG-NH2)反应生成聚乙二醇-二醇衍生物(PEG-diol)。然后将PEG-diol按照料液比为1:15的比例溶于质量分数40％的乙酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的A液；
B液：按照文献4所述方法，采用4-羧基苯基硼酸对PEG-NH2进行官能化，得到端苯基硼酸修饰的聚乙二醇(PEG-PBA)。再将PEG-PBA按照料液比为1:15的比例溶于质量分数40％的乙酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的B液。
2、静电喷涂
采用可控温控湿的静电纺丝机进行静电喷涂操作，具体方法为：首先将上述A液与B液按照4：6的体积比混匀装入注射器1，再将上述A液与B液按照6：4的体积比混匀分别装入注射器2，调节注射器1与2所对应微量注射泵的推进速率为0.6mL/小时与0.6mL/小时，接收装置的接收距离为25cm，静电纺丝机腔体的温度35℃，湿度35％。然后对注射器1和2给予25KV的高电压，进行静电喷涂膜的制备，达到所需厚度后停止喷涂。
3、后处理
将步骤2所制得的静电喷涂膜放入真空干燥机中，常温下干燥72小时；然后将其置于含有氨水溶液蒸汽的密闭容器中，室温下熏蒸12小时。
4、灭菌
根据临床要求裁剪成适当大小的块状后包装，经环氧乙烷消毒备用。
实施例7
基于亚胺键与金属配位键的水凝胶静电喷涂膜的制备方法：
1、配液
A液：按照文献5所述方法，采用高碘酸钠氧化法对海藻酸钠进行醛基化改性，得到醛基化海藻酸钠(O-SA)，然后进一步采用乙二胺法将多巴胺接枝到O-SA得到多巴与醛基双修饰的海藻酸钠(DOPA-O-SA)；将DOPA-O-SA按照料液比为1:4的比例溶于质量分数30％的甲酸溶液中，搅拌至完全溶解得到均一的A液；
B液：将壳聚糖盐酸盐按照料液比为1:4的比例溶于质量分数30％的甲酸溶液中，并加入终浓度1％的氯化铁，搅拌至完全溶解得到均一的B液。
2、静电喷涂
采用可控温控湿的静电纺丝机进行静电喷涂操作，具体方法为：首先将上述A液与B液按照1：49的体积比混匀装入注射器1，再将上述A液与B液按照49：1的体积比混匀分别装入注射器2，调节注射器1与2所对应微量注射泵的推进速率为0.05mL/小时与0.05mL/小时，接收装置的接收距离为13cm，静电纺丝机腔体的温度35℃，湿度25％。然后对注射器1和2给予15KV的高电压，进行静电喷涂膜的制备，达到所需厚度后停止喷涂。
3、后处理
将步骤2所制得的静电喷涂膜放入真空干燥机中，常温下干燥12小时；然后向静电喷涂膜滴加pH7.0的磷酸盐缓冲液。
4、灭菌
根据临床要求裁剪成适当大小的块状后包装，经辐照灭菌消毒备用。
实施例8
水凝胶静电喷涂膜的性能评价：
以实施例1所述水凝胶静电喷涂膜为代表，对其开展形貌表征、成胶性能、材料界面粘合以及动物实验研究。
(1)扫描电镜
方法：向水凝胶静电喷涂膜样品滴加pH7.4磷酸盐缓冲液(PBS)进行水化，室温下静置1小时使静电喷涂膜充分转化为水凝胶，纯水漂洗，冻干，喷金后采用扫描电镜(PhenomXL,Phenom-World BV,Nederland)观察其微观形貌。同时对水凝胶静电喷涂膜样品直接喷金作为对照。滴加PBS溶液前后的扫描电镜照片见图2，
结果：在滴加PBS溶液前，样品的微观结构呈纳米纤维和微米颗粒，箭头标识微米颗粒(图2A)，然而滴加PBS溶液后样品丧失纳米纤维和微米颗粒构造，呈现水凝胶冻干后的典型多孔结构(已用箭头标识)(图2B)。
(2)成胶性能
方法：称取50mg水凝胶静电喷涂膜样品置于PE离心管中，加入0.5mL的pH7.4磷酸盐缓冲液(PBS)。作为对照，分别称取25mg醛基化葡聚糖(O-DEX)与25mg胺基化明胶(N-GEL)，置于两个PE离心管中，各加入0.25mL的pH7.4 PBS缓冲液。将上述三个PE离心管的样品于37℃下孵育，观察其状态变化，记录其完全溶解时间。
结果：水凝胶静电喷涂膜未出现完全溶解的溶液状态，加入PBS 5分钟后即转变为水凝胶；而O-DEX与N-GEL分别需要1小时以上和15分钟以上才能完全溶解，且将两者混合后方能转变为水凝胶。这表明相对于传统的双组分或多组分水凝胶需要分别配制各个组分并采用特殊器具进行混合，静电喷涂膜这种新剂型可以减少水凝胶的配制步骤，由薄膜直接转变成水凝胶，大大节省了水凝胶配制时间。
(3)材料界面粘合实验
方法：将水凝胶静电喷涂膜平铺于预先灭菌的脱细胞真皮基质(ADM)之上，滴加pH7.4磷酸盐缓冲液(PBS)进行水化，室温下静置1小时使静电喷涂膜充分转化为水凝胶涂层(GEL)，然后在此之上覆盖一层PLGA/胶原静电纺丝膜(PLGA-CO)，轻轻按压使其充分粘结，形成一种静电喷涂膜辅助粘合的双层膜复合物(ADM/GEL/PLGA-CO)。作为对照，直接将pH7.4 PBS缓冲液水化的PLGA/胶原静电纺丝膜覆盖于ADM之上，得到没有静电喷涂膜的双层膜复合物(ADM/PLGA-CO)。对上述两个复合膜样品冻干后，喷金，采用扫描电镜观察材料界面的粘结情况。
结果：与ADM/PLGA-CO相比(图3A)，ADM/GEL/PLGA-CO的膜界面粘结更紧密(界面间隙已用箭头标识)(图3B)，本实验验证了水凝胶静电喷涂膜可以用于多层医用薄膜材料之间的界面粘合。
(4)动物实验
方法：为了验证水凝胶静电喷涂膜的生物相容性与组织屏障功能，将水凝胶静电喷涂膜(GEL)平铺于预先灭菌的脱细胞真皮基质(ADM)之上，滴加pH7.4磷酸盐缓冲液(PBS)进行水化，室温下静置1小时使静电喷涂膜充分转化为水凝胶涂层。然后将此复合物(ADM-GEL)植入到SD大鼠的背部皮下，术后4周取出样本进行H&E染色，以评价其生物相容性与组织阻隔性能。另外以ADM作为对照。
结果：ADM-GEL静电喷涂膜所转变的水凝胶涂层具有良好的生物相容性，在水凝胶涂层的附近存在大量的新生血管(图4A)。并且与ADM相比(图4B)，ADM-GEL因为复合了静电喷涂膜，其组织屏障功能大大增强，可以作为屏障膜阻挡附近的结缔组织，有潜力用作引导组织再生膜、防粘连膜、外科补片、创面敷料、神经导管，或人工血管的组成材料。
本发明中静电喷涂工艺具有普适应，即该工艺可推广到其他反应机理的水凝胶薄膜产品的制备。上文中描述了本发明的具体实施方式，但在本领域中的普通技术人员能够理解、不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都属于本发明权利要求书限定的范围内。
实施例中原料制备方法参考文献如下：
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[4]Yesilyurt V,Webber M J,Appel E A,Godwin C,Langer R,Anderson DG.Adv Mater.Injectable Self-Healing Glucose-Responsive Hydrogels with pH-Regulated Mechanical Properties.2016,28(1):86–91.DOI:10.1002/adma.201502902.
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Claims (8)

1.一种水凝胶的静电喷涂膜，其特征在于，将形成pH响应型动态化学键的前驱体A溶液与前驱体B溶液为原料，进行静电纺丝或静电喷雾于同一张薄膜中得到；所述前驱体A溶液包括以下组分的一种或其任意组合：醛基化多糖，多糖的多巴胺接枝衍生物，醛基化聚乙二醇，醛基化聚己内酯，聚乙二醇的二醇衍生物；
所述前驱体B溶液包括以下组分的一种或其任意组合：胺基化明胶，壳聚糖，壳聚糖衍生物，胺基封端的聚乙二醇，酰肼基封端的聚乙二醇，端氧氨基修饰的聚乙二醇，端苯基硼酸修饰的聚乙二醇；
所述前驱体A溶液和前驱体B溶液含有酸性试剂；
所述静电喷涂膜微观结构呈纳米纤维或微米颗粒状，遇水后静电喷涂膜所含的各个组分之间产生化学反应，进而转变为水凝胶；所述化学反应形成pH响应型的动态化学键，所述动态化学键包括亚胺键、酰腙键、肟键、硼酸酯键中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述静电喷涂膜，其特征在于，所述醛基化多糖包括醛基化葡聚糖、醛基化海藻酸钠、醛基化透明质酸；壳聚糖衍生物包括羧甲基壳聚糖、羧化壳聚糖或壳聚糖盐酸盐。
3.一种水凝胶的静电喷涂膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将醛基化多糖，多糖的多巴胺接枝衍生物，醛基化聚乙二醇，醛基化聚己内酯，聚乙二醇的二醇衍生物中的一种或几种与含有酸性试剂的溶液混合，得到前驱体A溶液；
(2)将胺基化明胶，壳聚糖，壳聚糖衍生物，胺基封端的聚乙二醇，酰肼基封端的聚乙二醇，端氧氨基修饰的聚乙二醇，端苯基硼酸修饰的聚乙二醇中的一种或几种与含有酸性试剂的溶液混合，得到前驱体B溶液；
(3)将前驱体A溶液和前驱体B溶液混合后静电纺丝或静电喷雾；或者将前驱体A溶液与前驱体B溶液分别进行静电纺丝或静电喷雾，并以相同的接收装置接收；
(4)然后进行热处理、采用挥发性的碱性试剂进行熏蒸、采用pH缓冲液进行浸泡中一种或几种，得到水凝胶的静电喷涂膜，其中前驱体A与前驱体B的质量比为10:1到1:10。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述步骤(1)和(2)中酸性试剂包括乙酸，甲酸，盐酸，三氟乙酸中的一种或几种；酸性试剂在前驱体A溶液或前驱体B溶液中的质量分数为3％-40％。
5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述步骤(3)中静电纺丝或静电喷雾的工艺参数为：电压10-25KV，温度25-40℃，湿度20％-40％，接受装置的接受距离为10-25cm。
6.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述步骤(4)中热处理温度为40-200℃，热处理时间为0.5-72小时；碱性试剂为氨水。
7.一种如权利要求1所述静电喷涂膜在医用材料中的应用。
8.根据权利要求7所述应用，其特征在于，所述静电喷涂膜用作多层医用薄膜材料之间的界面粘合、医用材料的表面改性或者以制备多层结构的组织修复材料；所述组织修复材料包括引导组织再生膜、防粘连膜、外科补片、创面敷料、神经导管、人工血管。
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